package leetcode_41_60;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class permute_46 {
    /**
     * 给定一个数组 nums ，返回其 所有可能的全排列 。
     * 可以 按任意顺序 返回答案。
     * 想法是，先排序为升序，利用递归遍历下一个排列，添加进结果集
     * 1ms
     * @param nums
     * @return
     */
    public List<List<Integer>> permute(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>>ans=new ArrayList<>();
        nextPermutation(ans,nums);
        return ans;
    }

    /**
     * 寻找下一个全排列
     * @param nums
     * @return
     */
    public void nextPermutation(List<List<Integer>>ans,int[] nums) {
        List<Integer> result=new ArrayList<>();
        for(int t=0;t<nums.length;t++)
            result.add(nums[t]);
        ans.add(result);
        int i = nums.length - 2;
        while (i >= 0 && nums[i] >= nums[i + 1]) {   //直到i 处数字小于后一位
            i--;
        }
        if (i >= 0) {                                  //这里很巧妙，将降序部分倒序
            int j = nums.length - 1;
            while (j >= 0 && nums[i] >= nums[j]) {        //找到后边部分，升序数组中比前一位更大的最小数字，交换数字
                j--;
            }
            swap(nums, i, j);
        }else //整个数组都是降序，直接返回
            return;
        reverse(nums, i + 1);

        nextPermutation(ans,nums);
    }

    public void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int temp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = temp;
    }

    public void reverse(int[] nums, int start) {
        int left = start, right = nums.length - 1;
        while (left < right) {
            swap(nums, left, right);
            left++;
            right--;
        }
    }


    /**
     * 又想了想
     * 不重复的数组，直接递归回溯即可
     * 每次补充一个没有使用过的数字，直至所有数字都被使用过
     *
     * 还是不够快
     * 1ms
     * @param nums
     * @return
     */
    public List<List<Integer>> permute2(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
        List<Integer> output = new ArrayList<Integer>();
        for (int num : nums) {
            output.add(num);
        }
        int n = nums.length;
        backtrack(n, output, res, 0);
        return res;
    }

    public void backtrack(int n, List<Integer> output, List<List<Integer>> res, int first) {
        // 所有数都填完了
        if (first == n) {
            res.add(new ArrayList<Integer>(output));
        }
        for (int i = first; i < n; i++) {
            // 动态维护数组
            Collections.swap(output, first, i);
            // 继续递归填下一个数
            backtrack(n, output, res, first + 1);
            // 撤销操作
            Collections.swap(output, first, i);
        }
    }
}
